Um fio pendurado realmente me eletrocuta se estou parado na água?

Todos nós já vimos esse cenário nos filmes; alguém tem que atravessar uma sala meio cheia de água e há um fio elétrico pendurado que dispara faíscas por toda parte. A pessoa pobre tem que atravessar a sala, mas não pode fazê-lo porque, se o fio atinge a água, ele é obviamente eletrocutado, pois a água é um condutor.

Mas é tão simples na vida real? Se eu realmente estou na água em uma sala e um fio de alta tensão bate na água, como a eletricidade flui através de mim para me eletrocutar? Apenas meus pés estão tocando a água, nenhuma outra parte do corpo está tocando em lugar algum. E realisticamente, provavelmente haveria alguma tubulação etc. conectada ao terra em algum lugar que conduziria a corrente ao terra. Como eu seria eletrocutado se a corrente passasse por mim?

Suspeito que isso seja semelhante à conhecida situação de alguém deixar cair um secador de cabelo em uma banheira com uma pessoa nela. Por que a corrente nessa situação não flui do fio ativo para o neutro ou do dreno para o terra? Por que simplesmente estar em "água de alta tensão" me eletrocuta? (E sim, eu sei que o cenário não é tão provável com aparelhos modernos, mas vamos considerar isso em teoria).

Ai sim. O fenômeno é chamado de "afogamento elétrico".

Nesse caso trágico , uma garota decidiu dançar em uma fonte, sem saber que as luzes subaquáticas tinham uma falha de aterramento. Seus músculos contraíram e ela caiu. Uma amiga entrou para tentar agarrá-la, e ela também perdeu o controle dos músculos das pernas e caiu. Seus outros dois amigos tentaram resgatar os dois primeiros.

Os bombeiros apareceram, um na ponta dos pés, o perderam e seus amigos o puxaram para fora. Os bombeiros passaram 15 minutos tentando encontrar o interruptor de desligamento.

O problema de cair na água é que você se afoga. Todas as quatro garotas fizeram.

De fato, muitas vítimas são frequentemente a única pista para um afogamento elétrico.

É por isso que qualquer instalação na praia agora exige interruptores GFCI e de desligamento e por que você não deve nadar perto de um barco com energia em terra.

Por que afogamentos elétricos acontecem

Você viu problemas envolvendo grades de resistores. É isso que a água é, uma grade tridimensional de resistores, e você também é um dos resistores.

A corrente elétrica percorre todos os caminhos disponíveis na proporção de sua condutância (1 / resistência) . 1-10 mA é suficiente para começar a causar problemas para uma pessoa sensível; 100 mA é letal por si só.

A eletricidade quer voltar à fonte (o neutro do transformador de pólo), e o padrão NEC para uma haste de aterramento é de 25 ohms. Você pode fazer as contas aqui.

Bem, eu recebo 120 V através de um resistor de 24 ohms = 5 amperes. Portanto, apenas uma pequena fração dessa corrente precisa passar por você para pregar você. Se confiarmos nos 20 mA desse artigo, 1/250 da corrente será suficiente para afogá-lo.

Note-se também: este não é suficiente para disparar um 13, 15, 16 ou 20 Um disjuntor de circuito de derivação típico .

No entanto, um disjuntor GFCI disparará entre 6-8 mA. Isso melhora muito o prognóstico. Isso reduz a uma combinação altamente improvável de eventos em que a corrente é naturalmente limitada a menos de 6 mA, e quase tudo passa por você e você é ultra-sensível.

Em algo como a água, a eletricidade não "flui para o solo" em uma linha reta bem organizada. Existe uma diferença potencial entre as seções de água que saem do ponto de contato de alta tensão. Isso também pode significar que seus pés têm diferentes potenciais e haverá fluxo de corrente que pode ser fatal. Esta é uma das razões pelas quais as vacas nos campos podem ser eletrocutadas por um raio próximo. A diferença de tensão entre os pés pode ser de milhares de volts.

Eu acho que a resposta é bem simples - você é um condutor melhor do que a água fresca. Eu li isso em algum lugar e me fez rir então: " Os humanos são apenas grandes sacos de água salgada ", o que é verdade. Uma corrente de 1 mA através do coração é suficiente para causar um ataque cardíaco; portanto, a 220 V, 220 kΩ de resistência não é suficiente. Você tem menos de 220 kΩ, especialmente quando estiver na água. A pele é o único isolador que temos.

Apenas não tente.

como a eletricidade flui através de mim para me eletrocutar?

Eu já postei essa foto uma vez em uma pergunta sobre enguias elétricas:

^{Fonte: phys.org Crédito: Kenneth Catania}

A eletricidade não flui ao longo de um único caminho preferido, flui por todo o corpo d'água com diferentes intensidades. Se você estiver em um caminho com corrente suficientemente alta, será eletrocutado.

Um corolário interessante desse fato é que você sofrerá o pior choque quando você e a água tiverem condutância comparável . Se a água for muito mais condutora que você, mesmo correntes altas criarão apenas uma pequena diferença de tensão, o que pode não ser prejudicial. Se a água for muito menos condutora, a diferença de tensão pode ser enorme, mas a corrente será limitada.

Apenas estar em "água de alta tensão" não o eletrocutará, assim como os pássaros podem pousar alegremente em linhas de energia de 10 + kV (e os homens da linha podem ser jogados nas linhas vivas para trabalhos de manutenção), pois não há caminho, mas, como você diz, sempre haverá um caminho para aterrar em algum lugar nessa água, e assim haverá correntes fluindo através da água. Como isso significa que existem diferenças potenciais na água em pontos diferentes, você sentiria isso entre os pés e, como o corpo humano é um bom condutor, além da pele, que reduz muito a resistência quando molhado, isso permitiria possivelmente corrente letal a fluir através do tronco. As pessoas podem e ficam eletrocutadas em pé na água salgada de esgoto em sistemas de 24V em barcos, não é preciso muita tensão se a resistência for baixa o suficiente.

Definitivamente, não tente nenhuma dessas coisas. Definitivamente, isso não significa que você deve ser complacente com qualquer um dos perigos da eletricidade, mas há inúmeras coisas que costumam ser extremamente erradas no manuseio de eletricidade em filmes, particularmente nesse tipo de cena. Muitas vezes, os efeitos são usados ​​para simplesmente fazer a eletricidade fazer o que a história exige, então algumas coisas:

• Proteção contra sobrecorrente e outras falhas: Na maior parte do mundo, todos os circuitos possuem proteção contra sobrecorrente e muitos circuitos possuem proteção contra falha à terra ou arco. À medida que a capacidade de fabricação aumenta, conseguimos adicionar mais maneiras de proteger instalações elétricas e torná-las seguras. Em um cenário futurista com tecnologia aprimorada, geralmente não há motivo para isso ter mudado. As falhas danificam os equipamentos; portanto, mesmo em um cenário em que se desconsidera a vida humana, os sistemas teriam precauções avançadas para limitar os danos à propriedade. De qualquer forma, muitas vezes o condutor que você vê criando o perigo é na verdade um cabo, com fios visíveis saindo do final, o que o departamento de suporte achasse legal. Em muitos desses casos, o condutor, como apresentado, teria um curto-circuito entre ele ' próprios condutores e disparou seu dispositivo de sobrecorrente ou GFCI. Para que o condutor permaneça vivo, algo deve dar errado, como milagrosamente não causar um curto-circuito ao ser solto do que estava conectado, cair e / ou sacudir sem causar um curto-circuito ou tocar em algo feito de metal ou a soldagem do disjuntor fechada (o que acontece ocasionalmente).
• A eletricidade flui mais em caminhos de menor resistência. Você pode colocar um fio de cobre grande, um tronco úmido e uma faixa de asfalto lado a lado e conectar a mesma voltagem de uma só vez às extremidades dos três. A maior parte da corrente fluiria através do fio de cobre, muito menos fluiria através do tronco úmido e uma quantidade desprezível através do asfalto, embora houvesse fluxo de corrente nos três. Se os condutores de um cabo quebrado tiverem voltagem suficiente para criar arcos CGI para equipamentos próximos / água / qualquer coisa que estiver longe, eles terão voltagem suficiente para fazer arco em seu próprio condutor de retorno ou terra, que às vezes é erroneamente retratado como polegadas de distância. Para que seu próprio condutor de retorno ou terra não seja o alvo da maioria dos arcos, uma segunda coisa deve dar errado. Esses condutores precisam ser quebrados em algum lugar entre o cabo de arco e a fonte, de alguma forma, sem danificar um único cabo de alta tensão mais do que permitiria que ele funcionasse. A eletricidade não tenderá a percorrer um metro de ar para estabelecer um arco quando um arco de 20 mm estabelecer um caminho de retorno de baixa impedância.
• A eletricidade geralmente é muito mais brutal e muito menos chamativa do que nos filmes, e os filmes geralmente retratam uma margem maior (ou menor) de sobrevivência do que realmente existe. Como parte de seu treinamento nas indústrias elétricas, especialmente na distribuição de energia, é bem provável que você veja um vídeo de alguém morrendo trabalhando com eletricidade ou próximo a ela. É absolutamente terrível. Brutal, impiedoso e nem sempre rápido. A velocidade real em que a eletricidade pode "mudar" e se propagar é rápida o suficiente para precisar de exemplos de qualidade para facilitar a compreensão. Existem situações em que a alta tensão é retratada nos filmes como algo com o qual a grande destreza, força e habilidade podem lidar, e inevitavelmente os personagens às vezes são mostrados fazendo algo que os mataria ou os vaporizaria. Às vezes, com fios de baixa tensão, um personagem é mostrado morto por algo que, como apresentado, teria uma probabilidade relativamente baixa de ser letal. Neste último caso, me sinto à vontade como leigos e profissionaisdeve tratar algo com uma chance muito boa de matá-lo como algo que o fará.
• A eletricidade flui em loops. Cada molécula, dependendo da ligação, núcleos e invólucros de elétrons, tende a manter aproximadamente uma certa quantidade de elétrons em cada área ao seu redor. Os próprios elétrons estão pulando e, quando não são mantidos com muita força onde estão, voam livremente entre moléculas próximas, e o fator limitante é que quando / como um elétron se move para fora de uma área que "precisa" de um elétron, força será exercido sobre outros elétrons próximos, bem como aquele que voa para puxá-los e preencher a lacuna. Dependendo da estrutura da molécula e dos núcleos, diferentes materiais ligam seus elétrons firmemente (isoladores) ou permitem que eles fluam mais livremente (condutores). Quando você faz com que os elétrons fluam ao longo de um fio, os novos devem substituir os que fluem. A área que você está bombeando os elétrons paraterá muitos e a área da qual você está bombeando não será suficiente. Não há outro lugar para o fluxo ir além de voltar para onde há muito poucos, pois todas as outras moléculas ao redor têm exatamente o suficiente. Sem loop, sem corrente.
• A água não é realmente um bom condutor. Água suja, particularmente água salgada é. A água pura não é (a água da torneira não é pura). Além disso, se você colocar um gerador na costa de um oceano e amarrar um fio na superfície da água até um ponto distante onde a ponta do fio estava vazia, 1 metro debaixo d'água, e conectar o gerador a esse fio e uma haste de aterramento, o gerador trabalharia para passar uma corrente pelo fio, para a água, ao longo da terra, pela haste de aterramento e de volta ao gerador, onde os elétrons que você está bombeando precisam ser substituídos. Devido à alta (ish) condutividade da água salgada, não haveria altas tensões / correntes por uma distância muito alta na maioria das direções em torno da ponta desse fio, pois o fluxo de elétrons está "tentando" para retornar no caminho mais curto possível para sua origem. a tensão se espalhará em outras direções, à medida que os elétrons fluidos se espalhem para viajar mais livremente. Isso não quer dizer que a água ao redor do eletrodo não seja perigosa, mas apontar que os filmes geralmente não são precisos com precisão para onde a corrente está fluindo.
• Arcos chamativos e faíscas - A eletricidade é invisível. Tudo o que podemos ver são os efeitos nos objetos quando a eletricidade passa através deles. Calor, luz, movimento, o cheiro ocasional. Para chamar a atenção para eles, arcos, faíscas e relâmpagos costumam ser mais brilhantes do que na vida real ou do tipo errado (explosivos ao invés de plasma, por exemplo). A resistividade do ar é de cerca de 2100V / mm, ou seja, para iniciar um arco através do ar em temperatura ambiente, você precisa de 2100V para cada mm que deseja que o arco salte. Uma vez que o ar começa a conduzir e se torna um plasma, ele conduz muito bem, mas é necessária uma tensão suficiente para iniciar um arco.

Você é eletrocutado quando uma corrente superior a 100 mA flui através de você. O fio não faz a eletrocução, apenas o conecta a uma fonte de corrente.

1. Se não houver fonte atual, não há corrente. Então vá em frente e pegue esse fio. Nada vai acontecer. Por outro lado, se o fio estiver conectado a uma fonte de corrente, como a energia de 220 VCA do secador de roupas, é provável que você morra.

2. Não há nada mágico em um fio "pendurado". Se o fio for apoiado rigidamente, ele o matará tão morto quanto se estivesse pendurado.

3. Para determinar se o campo elétrico dentro da água que está conduzindo pode matá-lo ... isso requer uma análise tridimensional de elementos finitos da distribuição de tensão no corpo de água. Se o fio estiver quente e tocar a água, é melhor ficar fora dele. Por outro lado, perto da beira da água, onde é muito rasa, a corrente será mínima. Portanto, você pode enfiar o dedo do pé e ver se consegue sentir alguma coisa antes de prosseguir.

4. Você pode aumentar a letalidade adicionando íons à água. O sal fará isso, ou qualquer ácido ou base forte.

5. Alguns fios de utilidade pública não são fios e não têm corrente. São cabos de fibra óptica e são inofensivos. Mas não aposte nisso.